Sebbene la Terra sia stata a lungo studiata in dettaglio, gli scienziati devono ancora rispondere ad alcune domande fondamentali.
Il problema della vecchia teoria
La teoria prevalente in astrofisicae la cosmochimica è che la Terra si è formata da asteroidi condriti. Si tratta di blocchi di pietra e metallo relativamente piccoli e semplici apparsi all'inizio della formazione del sistema solare. Il problema con questa teoria è che nessuna miscela di queste condriti può spiegare l’esatta composizione della Terra. Non ha tanti elementi leggeri e volatili come l'idrogeno e l'elio come dovrebbero.
Nel corso degli anni, gli scienziati hanno proposto diverse ipotesiipotesi che possono spiegare questa discrepanza. Ad esempio, si pensava che le collisioni di oggetti che in seguito formarono la Terra rilasciassero enormi quantità di calore. Ciò alla fine fece evaporare gli elementi leggeri, lasciando il pianeta nella sua composizione attuale.
Tuttavia, gli autori del nuovo studio sono fiduciosi che questile teorie diventano implausibili una volta misurata la composizione isotopica dei vari elementi della Terra. Pertanto, tutti gli isotopi di un elemento chimico hanno lo stesso numero di protoni, sebbene abbiano un numero diverso di neutroni. Gli isotopi con meno neutroni sono più leggeri e, pertanto, dovrebbero volatilizzarsi più facilmente. Se la teoria dell'evaporazione durante il riscaldamento fosse corretta, sulla Terra ci sarebbero meno di questi isotopi leggeri rispetto alle condriti originali. Ma le misurazioni degli isotopi mostrano un quadro diverso.
Nuova idea
Modelli dinamici, con l'aiuto dei qualigli scienziati modellano la formazione dei pianeti e mostrano che i pianeti nel sistema solare si sono formati gradualmente. Nel corso del tempo, piccoli grani si sono trasformati in planetesimi lunghi un chilometro, accumulando sempre più materiale sotto l'influenza dell'attrazione gravitazionale.
Come le condriti, i planetesimi sono piccolicorpi cosmici fatti di pietra e metallo. Ma, a differenza delle condriti, erano sufficientemente riscaldate da differenziarsi in un nucleo metallico e un mantello roccioso. Inoltre, i planetesimi che si sono formati in diverse regioni attorno al giovane Sole o in tempi diversi hanno composizioni chimiche diverse.
La domanda era se una combinazione casuale di diversi planetesimi potesse effettivamente formare la Terra nella composizione conosciuta oggi.
Testare la teoria
Per scoprirlo, il team ha condotto test al computermodellazione. Durante questo processo, migliaia di planetesimi entrarono in collisione tra loro agli albori del Sistema Solare. I modelli sono stati progettati in modo tale che nel tempo i corpi celesti corrispondenti ai quattro pianeti rocciosi – Mercurio, Venere, Terra e Marte – emergerebbero dalle rocce spaziali.
Lo studio ha scoperto che una miscela di molti planetesimi diversi potrebbe effettivamente portare alla composizione della Terra che gli scienziati conoscono.
Come aiuterà?
Ora gli scienziati planetari hanno un meccanismo chespiega meglio la formazione non solo della Terra, ma anche di altri pianeti rocciosi. Potrebbe essere usato, ad esempio, per prevedere in che modo la composizione di Mercurio differisce da quella di altri pianeti rocciosi. Anche fuori dal sistema solare.